Vardagens mysterier förklarade 
5p
ht-05

Hur flyger en frisbee?

Andreas Svanhem  nilivaara@gmail.com
Benny Öberg 

Vad menar man med ordet flyga?
Det man vanligtvis förknippar med att flyga är att röra sig genom luften som en fågel eller ett flygplan. Man kan även säga att det handlar om att förflytta sig i en viss riktning i luften med minimal energiåtgång och god lyftförmåga. En frisbee eller disc som det också kan kallas är en lågenergiflygare. Andra lågenergiflygare är segelflygplan och fåglar som är bra på glidflykt t.ex. örnar och albatrossar. Sen finns det högenergiflygare som t.ex. ett JAS plan och kolibris. Ett JAS plan faller mer eller mindre som en sten till marken om motorn havererar och en kolibri måste hela tiden slå med vingarna för att hålla sig uppe i luften. Sen får vi givetvis inte glömma bort den allmänt vedertagna teorin om att flyga egentligen är att ramla framlänges utan att nudda marken.

JAS 39 Gripen och samtliga andra moderna stridsflygplan är typiska högenergiflygare.

Bilden till vänster en typisk lågenergiflygare
I stort sett samtliga fåglar som använder sig av termik och glidflygning kan klassas som lågenergiflygare.

Hur flyger en frisbee?
En frisbee är som sagt en lågenergiflygare. Den får endast krafttillförsel vid själva utkastet. Men den kraften kan räcka långt eftersom den är en effektiv flygare. Världsrekordet ligger på 250m och är satt av svensken Christian Sandström den 26 april 2002 i El Mirage, Kalifornien. Den goda flygförmågan får den tack vare sin utformning som klarar av att fördela mycket av den luft som den skär genom. Detta skapar en lyftkraft. Hade man kastat en platt skiva så hade den inte fördelat lika mycket luft nedåt. Den hade i stort sett enbart flugit tack vare dess låga luftmotstånd som lett till att den skurit genom luften. 
Det finns flera olika typer av frisbees. Vanliga så kallade OK-frisbees, ultimate frisbees, discgolf frisbees m.fl. Vi kommer mest att fokusera på de olika typer som finns inom discgolf sporten. Där kallar man dem disc och inte frisbee. Så fortsättningsvis använder vi oss också av termen disc. De olika typer som förekommer inom discgolf kan man dela in i fyra större kategorier som bilden nedan illustrerar.

Profilen på discen har stor betydelse för dess flygegenskaper. Den gamla hederliga frisbeen påminner om classic enligt bilden. Classic och andra så kallade högprofildiscar kan flyga mycket långsamt utan att tappa allt för mycket höjd. En driver eller lågprofildisc har dåliga flygegenskaper vid en långsam flykt. De är konstruerade för att flyga snabbt och långt. Alla discar uppför sig understabilt om de utsätts för ett tillräckligt högt luftmotstånd. Med termen understabil menas att en disc, förutsett att den slängs iväg någorlunda horisontellt, kommer att vika av åt höger. Det normala för en högerhänt kastare är att den viker av åt vänster på slutet av sin flyktbana. Eftersom man sätter spinn på discen vid utkastet så uppstår gyroskopiska effekter.
Det är den gyroskopiska effekten som ger stabilitet åt discen. När den avtar så viker discen av från sin tilltänkta bana. Försöker man kasta utan att ha spinn på discen så kommer det att leda till att den wobblar och förmodligen inte kommer så långt. Men själva spinnen ger bara stabilitet åt discen och påverkar inte själva lyftkraften. Det kan man själv testa genom att prova att sätta spinn på en disc som man balanserar på ett finger. Den snurrar men lyfter inte.

En disc viker oftast av i rotationsriktningen. Som för en högerhänt kastare är vänster.

I de flesta fall är en disc utformad som en flygplansvinge. Den har en rundad översida precis som en vinge, se bilden på olika typer av discar. Så själva lyftkraften uppstår på samma sätt som för ett flygplan. Luften som strömmar över den får en högre hastighet än luften som passerar på undersidan. Detta leder till att man får ett lägre lufttryck på ovansidan än undersidan och att det leder till lyftkraften som behövs. De flesta brukar nöja sig med det svaret trots att det inte är hela sanningen.
Många tror att luften som passerar på ovansidan och undersidan tar lika lång tid på sig att passera discen. (Bild 1) I själva verket så passerar luften på ovansidan discen snabbare än luften på undersidan vilket leder till att luften som passerar discen böjs av neråt. (Bild 2)

Bild 1 							Bild 2

Eftersom varje kraft har en lika stor motkraft så betyder det att ju mer luft som discen pressar neråt dess mer lyftkraft får den relativt discens eget horisontalplan. Man kan helt enkelt säga att kraften är luften som pressas ner av discen och motkraften är lyftkraften som bildas. Här kan man använda en omskrivning av Newtons 2:a lag för att förklara det hela: En vinges eller discs lyftkraft är proportionlig med mängden luft som pressas ner gånger den nedpressade luftens vertikala acceleration.

Varför det blir som på bild 2 och inte på bild 1 är att det finns något som kallas Coandă effekt.
Coandă effekten går till så att gas eller vätske molekylerna som kommer i kontakt med ytan de passerar bromsas upp p.g.a. friktionen mellan dess molekyler och ytans. Det får hela i detta fall luftströmmen att följa ytan eftersom det blir som en kedjereaktion. De bromsade molekylerna bromsar i sin tur andra molekyler något.

Detta är de viktigaste punkterna i hur en disc flyger. Men det finns även fler saker som påverkar en discs flykt. Dess förmåga att sväva beror även på dessa faktorer:
•	Tyngden. Ju lättare desto batter svävförmåga
•	Diametern. En med stor diameter svävar bättre än en med liten
•	Spinn. Som vi nämnt tidigare så genererar spinn ingen lyftkraft men den bidrar med stabiliteten som får discen att kunna utnyttja sin flygförmåga.

På samma sätt som det finns olika saker som påverkar hur den flyger så finns det även sådant som påverkar dess stabilitet, d.v.s. i hur hög grad den påverkas av motvind.
•	Tyngre discar påverkas mindre
•	Tyngdfördelningen. Ju mer tyngd ute I kanterna desto stabilare
•	En ny disc är stabilare än en gammal sliten som oftast blir mer eller mindre skev

Inom discgolfsporten experimenteras det en hel del med att försöka få fram så bra discar som möjligt. Det brukar leda till att vissa av dom sticker ut från mängden mer än andra.
T.ex. dessa två. Den första är osymetrisk och den andra har gropar på ovansidan.

Källor

http://wings.avkids.com/Book/Sports/beginner/frisbee-01.html

http://www.aa.washington.edu/faculty/eberhardt/lift.htm

http://discgolfsweden.se/

http://en.wikipedia.org/wiki/Coanda_effect